А. Ампер-основатель современной электродинамики

МIНIСТЭРСТВА АДУКАЦЫI РЭСПУБЛIКI БЕЛАРУСЬ

 

УСТАНОВА АДУКАЦЫI «ГРОДЗЕНСКI ДЗЯРЖАЎНЫ УНIВЕРСIТЭТ  IМЯ ЯНКI КУПАЛЫ»

 

Матэматычны факультэт

Кафедра інфарматыкі і вылічальнай тэхнікі

 

РЭФЕРАТ

А. АМПЕР – ЗАСНАВАЛЬНIК СУЧАСНАЙ ЭЛЕКТРАДЫНАМIКI

 

 

 

 

ЗУБКО ДМIТРЫЯ НIКАЛАЕВIЧА,

студэнта 3 курса 7 групы

эканамичкага ф-та

 

Навуковы кіраўнік

Ф. I. А., дацэнт

                  

 

 

 

 

 

ГРОДНА, 2011

ЗМЕСТ

УВОДЗIНЫ………………………………………………………………………..3

АСНОЎНАЯ ЧАСТКА…………………………………………………………...4

1. Біяграфія Ампера……………………………………………………………..4

1.1. Навуковай дзейнасці навукоўца………………………………………..4

1.2. Iншыя працы Ампера……………………………………………………6

2. Электрадынаміка……………………………………………………………..8

2.1. Уяўленні пра сувязь паміж электрычнасцю і магнетызм да    Ампера ……………………………………………………………………8

2.2. Электрадынаміка Ампера……………………………………………..12

ВЫВАДЫ………………………………………………………………………...17

СПIС ВЫКАРЫСТАНАЙ ЛIТАРАТУРЫ……………………………………..18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

УВОДЗIНЫ

Электрадынаміка – класічная тэорыя электра-магнітных працэсаў у розных асяроддзях і ў вакууме. Ахоплівае велізарную сукупнасць з'яў, у якіх асноўную ролю гуляюць узаемадзеянні паміж зараджанымі часціцамі, якія здзяйсняюцца пасродкам электра-магнітнага поля. Усё электра-магнітныя з'явы можна апісаць з дапамогай раўнанняў Максвела, якія ўсталёўваюць сувязь велічынь, якія характарызуюць электрычныя  і магнітныя палі з падзелам у прасторы зарадаў і токаў. З тэорыі Максвела выцякае канечнасць хуткасці распаўсюду электра-магнітных узаемадзеянняў і існаванне  электра-магнітнага поля.

Актуальнасць нашага даследавання заключаецца ў тым, што электрады-наміку вывучаюць у фізіцы  і Ампер з'яўляецца аўтарам самага тэрміна «электрадынаміка» як найменні вучэння пра электрычнасць і магнетызм.

Мэта працы – вызначыць ролю Ампера ў адкрыцці электрадынаміцы.

Задачы працы:

• разгледзець біяграфію Ампера.
• пазнаёміцца з электрадынамікай Ампера.

Метады  даследавання: асноўным метадам даследавання з'яўляецца апісальны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АСНОЎНАЯ ЧАСТКА

1. Біяграфія Ампера

 

1.1. Навуковай дзейнасці навукоўца

Г.М. Голін адзначае, што Андрэ-Мары Ампер нарадзіўся 22 студзеня 1775 года ў Ліёне ў сям'і адукаванага камерсанта. Бацька яго неўзабаве перасяліўся з сям'ёй у маёнтак Палем’е, размешчанае ў наваколлях Ліёна, і асабіста кіраваў выхаваннем сына. Ужо к 14 гадам Ампер прачытаў усе 20 тамоў знакамітай “Энцыклапедыі” Дзідро і д’Аламбера. Выяўляючы з дзяцінства вялікую схільнасць да матэматычных навук, Ампер к 18 гадам у дасканаласці вывучыў асноўныя працы Эйлера, Бярнулі і Лагранжа. Да таго часу ён добра валодаў латынню, грэчаскай і італьянскай мовамі. Іншымі словамі, Ампер атрымаў глыбокую і энцыклапедычную адукацыю.

Аўтар вылучае, што ў 1793 годзе ў Ліёне ўспыхнуў контррэвалюцыйны мяцеж. Бацька Ампера – жырандыст, які выконваў абавязкі суддзі пры мяцежніках, пасля прыгнечання мецяжу быў пакараны як саўдзельнік арыстакратаў. Маёмасць яго была канфіскавана. Тады юны Ампер пачаў сваю працоўную дзейнасць з прыватных урокаў.

Далей аўтар звяртае ўвагу на тое, што ў 1801 годзе ён заняў пасаду выкладчыка фізікі і хіміі цэнтральнай школы ў горадзе Бурзе. Тут ён напісаў першую навуковую працу, прысвечаную тэорыі верагоднасці “Досвед матэматычнай тэорыі гульні”. Гэта праца прыцягнула ўвагу д’Аламбера і Лапласа. І Ампер стаў выкладаць матэматыку і астраномію ў Ліёнскім ліцэі. У 1805 годзе Ампер быў прызначаны рэпетытарам па матэматыцы ў знакамітай Політэхнічнай школе ў Парыжы і з 1809 гаду заведаў кафедрай вышэйшай матэматыкі і механікі. У гэты перыяд Ампер публікуе шэраг матэматычных прац па тэорыі радо ў. У 1813 годзе яго абіраюць членам Інстытута (Парыжскай Акадэміі навук) на месца памёршага Лагранжа. Неўзабаве пасля абрання Ампер паклаў у Акадэмію сваё даследаванне пра прыламленне святла. Да гэтага ж часу адносіцца яго знакаміты “Ліст да г. Бертолле”, у якім Ампер сфармуляваў адкрыты ім незалежна ад Авагадра хімічны закон, які цяпер называецца законам Авагадра-Ампера.

Я.Г. Дорфман сцвярджае, што ў 1816 годзе Ампер апублікаваў сваю класіфікацыю хімічных элементаў - першую ў гісторыі хіміі сур'ёзную спробу размясціць хімічныя элементы па іх падабенстве паміж сабой.

На думку аўтара, адкрыццё Эрстэдам у 1820 годзе дзеяння электрычнага току на магнітную стрэлку прыцягвае ўвага Ампера да з'яў электрамагнетызму.

Аўтарам разглядаецца, што з 1820 па 1826 год Ампер апублікаваў шэраг тэарэтычных і эксперыментальных прац па электрадынаміцы і амаль штотыдзень выступаў з дакладамі да Акадэміі навук. У 1822 годзе ён выпусціў “Зборнік назіранняў па электрамагнетызме”, у 1823 году – “Канспект тэорыі электрадынамічных з'яў” і, нарэшце, у 1826 годзе – знакамітую “Тэорыю электрадынамічных з'яў, выведзеных выключна з досведу”. Ампер атрымлівае сусветную вядомасць як выдатны фізік.

Л.Д. Белькінд адзначае, што яго наведвалі знакамітыя фізікі, ён атрымаў шэраг запрашэнняў з іншых краін выступіць з дакладамі аб сваіх працах. Але здароўе яго было падарвана, няўстойлівым было і матэрыяльнае становішча. Яго гняла праца ў Політэхнічнай школе і інспектарскія абавязкі. Ён па-ранейшаму марыў чытаць курс фізікі, а не матэматыкі, і чытаць нетрадыцыйна, улучыўшы ў курс новы падзел - электрадынаміку, творцам якой ён сам з'яўляўся. Найболей падыходным месцам для гэтага было адно з найстарэйшых навучальных устаноў Францыі - Каллеж дэ Франс. Пасля шматлікіх непрыемнасцяў і інтрыг у 1824 годзе Ампер быў абраны на пасаду прафесара Каллеж дэ Франс. Яму падалі кафедру агульнай і эксперыментальнай фізікі.

Аўтар вылучае, што апошнія гады жыцця Ампера былі азмрочаны шматлікімі сямейнымі і службовымі непрыемнасцямі, цяжка адлюстроўвальнымі на яго і без таго слабым здароўі. Вонкавыя прыкметы поспеху не прынеслі матэрыяльнага дабрабыту. Ён па-ранейшаму быў змушаны надаваць шмат часу чытанню лекцый у шкоду сваім навуковым заняткам. Але навуку ён не пакідаў.

Далей аўтар звяртае ўвагу на тое, што ў 1835 году Ампер апублікаваў працу, у якой даказаў падабенства паміж светлавым і цеплавым выпраменьваннямі і паказаў, што ўсе выпраменьванні пры паглынанні ператвараюцца ў цяпло. Да гэтага ж часу ставіцца захапленне Ампера геалогіяй і біялогіяй. Ён прыняў актыўны ўдзел у навуковых спрэчках паміж знакамітымі навукоўцамі Кювье і Сэнт-Iлерам, папярэднікамі эвалюцыйнай тэорыі Чарльза Дарвіна, і апублікаваў дзве біялагічныя працы, у якіх выказаў свой пункт гледжання на працэсе эвалюцыі.

Л.Д. Белькінд сцвярджае, што іншым захапленнем Ампера была класіфікацыя навук. Гэта важная ў метадалагічным і агульнанавуковым плане праблема цікавіла Ампера даўно, яшчэ з часу яго працы ў Бунк-ан-Брэсе. Ён распрацаваў сваю сістэму класіфікацыі навук, якую намерваўся выказаць у двухтамовым складанні. У 1834 году выйшаў першы том «Досведы філасофіі навук ці аналітычнага выкладу натуральнай класіфікацыі ўсіх чалавечых ведаў». Другі том быў выдадзены сынам Ампера ўжо пасля яго смерці.

На думку аўтара, Ампер быў вялікім майстрам вынаходзіць новыя навуковыя тэрміны. Менавіта ён увёў ва ўжытак навукоўцаў такія словы, як «электрастатыка», «электрадынаміка», «саленоід». Ампер выказаў думку пра тое, што ў будучыні, верагодна, паўстане новая навука пра агульныя заканамернасці працэсаў кіравання. Ён прапанаваў называць яе «кібернетыкай». Прадбачанне Ампера апраўдалася.

Я.Г. Дорфман зазначае, што Ампер памёр ад запалення лёгкіх 10 ліпеня 1836 гады ў Марсэлі падчас інспекцыйнай паездкі. Там жа ён і быў пахаваны.

 

1.2. Іншыя працы Ампера

Я.Г. Дорфман адзначае, што з 1827 года Ампер амаль не займаецца пытаннямі электрадынамікі, вычарпаўшы, свае навуковыя задумы ў гэтым кірунку. Ён вяртаецца да праблем матэматыкі, і ў наступныя дзевяць гадоў жыцця публікуе “Выклад прынцыпаў варыяцыйнага вылічэння” і шэраг іншых выдатных матэматычных прац.

Але П.С.Кудраўцаў зазначае,  што Ампер не быў вузкім адмыслоўцам: ён глыбока цікавіўся пытаннямі філасофіі, псіхалогіі, лінгвістыкі, параўналь- най заалогіі. Ім была прапанавана класіфікацыя навук, праўда не якая сустрэла спагады нават у яго сучаснікаў. Але сучаснікі смяяліся і над геніяльнай ідэяй Ампера пра эвалюцыю жывёльных арганізмаў. На гэтай глебе Ампер вёў разлютаваныя спрэчкі з Кюў’е і яго прыхільнікамі. Калі аднойчы яго супернікі спыталі, ці сапраўды ён лічыць, што “чалавек адбыўся ад слімака”, Ампер адказаў: ”Пасля стараннага даследавання я пераканаўся ў існаванні закона, які вонкава здаецца дзіўным, але які з часам будзе прызнаны. Я пераканаўся, што чалавек паўстаў па закону, агульнаму для ўсіх жывёл”.[4 ,c.420]

Я.Г. Дорфман звяртае ўвагу на тое, што разам з навуковымі праблемамі Ампер надаваў нямала ўвагі багаслоўю. У гэтым адбіўся ўплыў клерыкальнага хатняга асяроддзя. Ужо з маладых гадоў Ампер патрапіў у чэпкія лапы езуітаў, якія не адпускалі яго да канца жыцця. Адзін час ён спрабаваў пераадолець уплыў, аднак пазбавіцца ад гэтага асяроддзя ў яго не атрымалася.

Аўтар вылучае, што Ампер не мог прайсці абыякава міма вострых сацыяльных пытанняў сваёй эпохі. У сваіх лістах 1805 года ён выяўляе рэзкае крытычнае стаўленне да Банапарта. У лістах1814 г. выяўляецца глыбокая скруха і боль патрыёта Францыі, акупаванай замежнымі войскамі. У лістах 20-х гадоў Ампер выказвае гарачую спагаду Грэцыі, якая змагаецца за незалежнасць, і выяўляе абурэнне палітыкай вялікіх дзяржаў у грэцкім пытанні. У лістах Ампера разам з тым утрымоўваюцца самыя недарэчныя развагі пра догмы каталіцкай царквы і да т.п. Гэта дваістасць і супярэчлівасць гледжанняў Ампера рэзка адбіваецца ва ўсіх яго працах, дзе закранаюцца грамадскія і філасофскія пытанні.

На думку аўтара, заслугоўвае ўвагі вялікая праца Ампера “Досвед

 філасофскіх навук  ці аналітычны выклад натуральнай класіфікацыі ўсіх чалавечых ведаў”. Першы том гэтай працы выйшаў у 1834 годзе, другі том застаўся няскончаным і быў выдадзены пасля смерці Ампера, у 1843 годзе.

Далей аўтар зазначае, што клопат Ампера пра выгоду народа таксама выявілася ў яго нястомнай дзейнасці па паляпшэнні народнай асветы. Падчас адной са сваіх паездак па інспектаванні школ Ампер цяжка захварэў і памер 10 чэрвеня 1836 гада ў Марсэлі.

П.С.Кудраўцаў адзначае, што ў 1881 году першы міжнародны кангрэс электрыкаў прыняў пастанову пра найменне адзінкі сілы электрычнага току “ампер” у памяць Андрэ-Мары Ампера.

Такім чынам, французскі навуковец Ампер у гісторыі навукі вядомы, галоўным чынам, як заснавальнік электрадынамікі. Тым часам ён быў універсальным навукоўцам, які мае заслугі і ў вобласці матэматыкі, хіміі, біялогіі і нават у лінгвістыцы і філасофіі. Гэта быў бліскучы розум, які паражаў сваімі энцыклапедычнымі ведамі ўсіх блізка што ведалі яго людзей.

 

2. Электрадынаміка

 

2.1. Уяўленні пра сувязь паміж электрычнасцю і магнетызмам да Ампера

Л.Д. Белькінд  падкрэлівае, што Ампер ўпершыню прапанаваў тэрмін “электрадынаміка” і адмовіўся ад паняцця “электрамагнетызм”, якое тады ўжо фігуравала ў тэрміналогіі фізікі. Ампер адкінуў паняцце “электрамагнетызм”, відаць таму, што лічыў, што з'явы, якія адбываюцца пры ўзаемадзеянні токаў, не можа растлумачыць гіпотэза таго часу пра магнітную вадкасць. Ён лічыў, што пакуль гаворка ідзе толькі пра ўзаемадзеянні паміж токам і магнітам, тэрмін “электрамагнітныя з'явы” быў цалкам дарэчы, бо апісваў адначасовую праяву электрычных і магнітных эфектаў, адкрытых Эрстэдам.

Аўтарам звяртаецца ўвага на тое, што гісторыя электрычнасці і магнетызму багатая назіраннямі і фактамі, рознымі поглядамі і ўяўленнямі пра падабенства і адрозненне электрычнасці і магнетызму.

П.С.Кудраўцаў адзначае, што ўпершыню ўласцівасці магнітнага жалязняку і бурштыну апісаў Фалес Мілецкі у шостым стагодзі да н.э., які сабраў значны матэрыял па гэтай тэме. Яго доследы былі чыста абстрактнымі, і нічым не пацверджанымі. Фалес даў малапераканальнае тлумачэнне ўласцівасцям магніта ці нацёртага бурштыну, прыпісваючы ім “адушаўлёнасць”. Праз стагоддзе пасля яго Эмпедокл тлумачыў прыцягненне жалеза магнітам “зцячэннямі”. Пазней падобнае ж тлумачэнне ў больш вызначанай форме было прадстаўлена ў кнізе Лукрэцыя “Пра прыроду рэчаў”. Выказванні пра магнітныя з'явы меліся і ў працах Платона, дзе ён апісваў іх у паэтычнай форме.

Аўтар вылучае, што ўяўленні пра істоту магнітных дзеянняў былі ў навукоўцаў бліжэйшага да нас часу – Дэкарта, Гюйгенса і Эйлера, прычым гэтыя ўяўленні ў некаторых адносінах не занадта адрозніваліся ад уяўленняў старажытных філосафаў.

Л.Д. Белькіндам разглядаецца, што з часоў антычнасці да эпохі Рэнесансу магнітныя з'явы выкарыстоўваліся або як сродак забаўкі, або як карысная прылада для ўдасканалення навігацыі. Праўда, у Кітаі бусоль ужывалася для навігацыі яшчэ да нашай эры. У Еўропе яна стала вядомая толькі ў 13 стогодзі, хоць упершыню згадваецца ў працах сярэднявечных аўтараў.